Kit eramangarria konpondu daiteke UV-sendabalezko beira-zuntzez / binilozko esterarekin edo karbono-zuntzarekin edo epoxi prepreg, giro-tenperaturan eta bateriaren sendatutako sendatzeko ekipoetan gordeta. #insidemanufacturing #Infinstructure
UV-Konpreziako Prepreg Patch konponketa Konparazio pertsonalizatuak garatutako Carbon zuntz / epoxi aurrepregiko Konpregiko Zubi Konposatuarentzako garatutako Konposizioa. Sinplea eta azkarra izan da, beirazko zuntzek erabiltzeak UV Binilozko erretxina prepreg-ek garatu du sistema egokiagoa garatu du . Irudi iturria: Teknologia pertsonalizatuak LLC
Modular Uppersable zubiak aktibo kritikoak dira eragiketa taktiko militarren eta logistika, baita hondamendi naturaletan garraio azpiegiturak zaharberritzea ere. Egitura konposatuak aztertzen ari dira zubi horien pisua murrizteko, eta horrela, garraio ibilgailuen eta abiarazteko mekanismoen gaineko zama murrizten da. Metalezko zubiekin alderatuta, material konposatuek ere karga-edukiera handitzeko ahalmena dute eta zerbitzu-bizitza luzatzeko potentziala dute.
Adibide bat da Composite Composite Modular aurreratua (AMCB). Seartann Composite LLC (Gulfort, Mississippi, AEB) eta materialen zientziak LLC (Horsham, PA, AEB) erabiltzen dute karbono zuntzez indartutako epoxi-laminak (1. irudia). ) Diseinua eta eraikuntza). Hala ere, eremuan horrelako egiturak konpontzeko gaitasuna material konposatuak hartzea oztopatzen duen arazoa izan da.
1. irudia Konposatu zubia, Key Infield Aktiboaren Aktibitatea Konposatu modular aurreratuaren zubia (AMCB) diseinatu eta eraiki zen Carann Composites LLC eta Materialen Zientziak LLC karbono zuntz erretxina bonbardatuak erabiliz. Irudiaren iturria: Searat Composites LLC (ezkerrean) eta AEBetako armada (eskuinean).
2016an, teknologia pertsonalizatuak LLC (Millersville, MD, AEB) AEBetako armadaren finantzaketa enpresa txikien berrikuntzarako ikerketa (SBIR) Fasea jaso zuen soldaduek arrakastaz egin daitekeen konponketa metodoa garatzeko. Planteamendu hau oinarritzat hartuta, SBIR Diru-lagunaren bigarren fasea 2018an eman zen material berriak eta bateriak elikatutako ekipamenduak erakusteko, nahiz eta adabakia hasiberri batek egin gabe prestatu gabe, egituraren% 90 edo gehiago gordinak izan daitezke indarra. Teknologiaren bideragarritasuna analisi, material hautaketa, aleen fabrikazio eta azterketa mekanikoko zereginak eginez zehazten da, baita eskala txikiko eta eskala osoko konponketak ere.
SBIR faseetako ikertzaile nagusia Michael Bergen, The New Technologies LLC-ko sortzailea eta presidentea da. Bergen erretiratu zen Naval Surface Warfare Zentroko (NSWC) Cardrock-etik eta egitura eta materialen sailean 27 urtez aritu zen, eta bertan Kudeatu zuen teknologia konposatuen garapena eta aplikazioa AEBetako Armadaren ontzian. Roger Garabia doktoreak teknologia pertsonalizatuak sartu zituen 2015ean AEBetako Armadatik 2011n erretiratu ondoren eta 32 urtez aritu da. Bere material konposatuaren espezializazioak argitalpen eta patente teknikoak biltzen ditu, material konposatu berriak, prototipoen fabrikazioa, konexio metodoak, material anitzeko materialak, egiturazko osasunaren jarraipena eta materialen zaharberritze konposatua.
Bi adituek material konposatuak garatu dituzte Ticonderoga CG-47 Klaseko Gidatutako Cruiser Gidatutako Aluminioaren Superstructure-k egindako pitzadurak konpontzeko. "Prozesua pitzadurak haztea murrizteko eta alternatiba ekonomiko gisa balio izan da. 2 eta 4 milioi dolarreko plataforma bat ordezkatzera ", esan du Bergenek. "Beraz, laborategitik kanpo konponketak egiten ditugula frogatu dugu eta benetako zerbitzu ingurunean. Baina erronka da gaur egungo aktibo militarren metodoak ez direla arrakastatsuak. Aukera fidagarria da konponketa duplex [funtsean hondatutako guneetan kola taula gainean kola gainean] edo kendu aktiboa zerbitzutik babestutako zerbitzuetatik (D-Maila) konponketarako. D-maila konponketak behar direlako, aktibo asko alde batera uzten dira. "
Esaten jarraitu zuen, material konposatuetan esperientziarik ez duten soldaduek egin dezaketen metodoa dela, kitak eta mantentze eskuliburuak soilik erabiliz. Gure helburua prozesua sinplea egitea da: eskuliburua irakurtzea, kaltea ebaluatzea eta konponketak egitea. Ez dugu erretxina likidoak nahastu nahi, hau da, neurketa zehatza behar du sendabide osoa ziurtatzeko. Konponketak amaitu ondoren hondakin arriskutsurik ez duen sistema ere behar dugu. Eta lehendik dagoen sareak zabaldu dezakeen kit gisa paketatu behar da. "
Teknologia pertsonalizatuak arrakastaz frogatu duen irtenbide bat, epoxi-itsasgarri gogorragoa erabiltzen duen kit eramangarria da, adhesiboa konposatuaren adabakia pertsonalizatzeko, kaltearen tamainaren arabera (gehienez 12 hazbete karratu). Manifestazioa 3 hazbeteko lodi amcb oholtza bat irudikatzen duen material konposatu batean osatu zen. Material konposatuak 3 hazbeteko lodiera zurizko nukleoa du (15 kilo metro kubikoko dentsitate bakoitzeko) eta bi bektorial (Phoenix, Arizona, AEB) C -lt 1100 karbono zuntz 0 ° / 90 ° Biaxial estututako ehuna, geruza bat C-TLX 1900 karbono zuntz 0 ° / + 45 ° / -45 ° Hiru ardatzak eta C-LT 1100 geruza, guztira bost geruza. "Kitak adabaki aurrefabrikatuak erabiliko dituztela erabaki genuen ardatz anitzeko ijeztriko quasi-isotropiko batean, oihalaren norabidea arazoren bat izango ez bada", esan du garabiak.
Hurrengo gaia laminatzeko konponketarako erabilitako erretxina matrizea da. Erretxina likidoa nahasteko, adabakiak aurrepregiko erabiliko du. "Hala ere, erronka horiek biltegiratzea da", azaldu du Bergenek. Patch kontrolatzeko irtenbide bat garatzeko, Technologies pertsonalizatuak Sunrez Corp-ekin (El Cajon, Kalifornia, AEB) elkartu da beirazko zuntz / binilozko ester bat garatzeko, sei minututan argi ultramoreak (UV) erabil ditzakeen sei minututan. Zaleentzako Brothers (Bay City, Michigan, AEB) ere kolaboratzen zuen, eta horrek epoxi film malgu berria erabiltzea proposatu zuen.
Hasierako azterketek frogatu dute epoxi erretxina karbono-zuntzezko prepregs-UV-karilezko ester eta beirazko zuntz zeharrargitsuen erretxina egokiena dela, baina ez sendatu karbono zuntz argiaren azpian. Zaleentzako Brothers film berrietan oinarrituta, epoxi preprega 1 orduz sendatzen da 210 ° F / 99 ºC-tan eta bizitza luzea du tenperatura tenperatura beharrik ez tenperatura baxuko biltegiratze beharrik. Bergenek esan zuen beirazko trantsizio tenperatura (TG) beharrezkoa dela, erretxina tenperatura altuagoan ere sendatuko dela, esaterako, 350 ° F / 177 ° C. Bi prepregak konponketa-kit eramangarrietan ematen dira plastikozko zine gutun-azal batean zigilatutako adabaki prepreg pila gisa.
Konponketa-kit denbora luzez gorde daitekeelako, teknologia pertsonalizatuak behar dira bizitza iraunkorra egiteko. "Lau plastikozko itxitura gogorrak erosi ditugu: garraio ekipamenduetan erabilitako mota militar tipikoa eta epoxi itsasgarri eta binilozko ester laginak itxitura bakoitzean jartzen ditugu", esan du Bergenek. Ondoren, laukiak lau kokapen desberdinetan jarri ziren: Michigan-en, Miverlandeko aireportuko teilatua, Marylandeko aireportuko teilatua, Yucca Valley (Kaliforniako Basamortuan) eta Florida hegoaldeko Kanpoko Korrosioaren Laborategia. Kasu guztiek datu-erregistratzaileek dituzte, Bergenek adierazi du ", hiru hilean behin ebaluaziorako datuak eta material laginak hartzen ditugu. Floridako eta Kaliforniako laukietan grabatutako gehienezko tenperatura 140 ° F da, hau da, zaharberritze erretxina gehienetarako ona da. Benetako erronka da. " Horrez gain, Gouigarren anaiek barrutik probatu dute garatutako epoxi erretxina hutsa. "Hainbat hilabetez 120 ºF-tan labe batean jarri diren laginak polimerizatzen hasten dira", esan du Bergenek. "Hala ere, dagokion laginetarako 110 ºF-tan gordeta, erretxina kimikak kopuru txikian bakarrik hobetu du."
Konponketa Test Taulan eta AMCB-ren eskala eredu hau egiaztatu zen, laminatu eta material nukleo berdina erabiltzen zuten Conudinn konposatuek eraikitako original gisa. Irudi iturria: Teknologia pertsonalizatuak LLC
Konponketa teknika erakusteko, lamina ordezkaria fabrikatu, hondatu eta konpondu behar da. "Proiektuaren lehen fasean, hasieran 4 x 48 hazbeteko habe txikiak eta lau puntuko tolestura probak erabili ditugu, gure konponketa prozesuaren bideragarritasuna ebaluatzeko", esan du Kleinek. "Orduan, proiektuaren bigarren fasean 12 x 48 hazbeteko paneletara joan ginen, porrotak eragindako estres estatu bat sortzeko, eta ondoren konponketa-errendimendua ebaluatu genuen. Bigarren fasean, Mantenimendua eraiki genuen AMCB eredua ere osatu genuen. "
Bergenek esan zuen konponketa-errendimendua frogatzeko erabilitako proba-panela AMCB-k fabrikatutako AMCB-ren leinu bera erabiliz fabrikatu zela. . Hau gertatzen da. Metodoa, habe teoriaren eta laminaren teoria klasikoaren elementu osagarriekin batera [CLT], AMCB eskala osoaren zurruntasunaren momentua lotzeko erabili zen, tamaina txikiagoko produktu txikiagoa duena eta gehiago kudeatzeko eta gehiago kostu-eraginkorra. Ondoren, XCraft Inc.-ek garatutako elementuaren azterketa finitua dugu (Boston, Massachusetts, AEB) garatutako egiturazko konponketen diseinua hobetzeko. " Test paneletarako eta AMCB eredua erabilitako karbono-zuntz ehuna bektorplularietatik erosi zen, eta Balsa Core Core Composites-ek (Bristol, Ri, AEB) eman zuen.
1. urratsa. Proba-panel honek 3 hazbeteko zulo diametroa erakusten du erdigunean markatutako kalteak simulatzeko eta zirkunferentzia konpontzeko. Urrats guztietarako argazki iturria: Teknologia pertsonalizatuak LLC.
2. urratsa. Erabili bateria elikatutako eskuzko artezgailua kaltetutako materiala kentzeko eta konpondu konponketa adabakia 12: 1 teklarekin.
"Proba-taulan kalte maila altuagoa simulatu nahi dugu zelaian zubiaren oholtzan ikus daitekeena", azaldu du Bergenek. "Beraz, gure metodoa 3 hazbeteko diametroko zuloa egiteko zulo bat erabiltzea da. Ondoren, kaltetutako materialaren entxufea ateratzen dugu eta eskuz osatutako artezgailua erabiltzen dugu 12: 1 zapia prozesatzeko. "
Garabiak azaldu du karbono zuntz / epoxi konponketarako, "hondatutako" panelaren materiala kentzen dela eta zapia egokia aplikatzen dela, aurrepregoa zabalera eta luzera moztuko dela kaltetutako eremuaren taperarekin bat etor dadin. "Gure proba panelerako, hau da, aurrepregiko lau geruza behar ditu konponketa materiala koherentea da jatorrizko karbono panelaren goiko aldean. Horren ostean, karbono / epoxi prepregiko hiru geruza estaltzen dira konpondutako zatian. Jarraian geruza bakoitza beheko geruzaren alde guztietatik hazbete luzatzen da. Konponketa hau egiteko denbora osoa, konponketa-eremua prestatzea, zaharberritzeko materiala moztea eta jartzea eta sendatzeko prozedura aplikatzea, gutxi gorabehera 2,5 ordu.
Karbono zuntz / epoxi aurreiritzia lortzeko, konponketa-gunea hutsean dago eta 210 ° F / 99 ºC-tan sendatzen da ordubetez, bateriaren aurkako bonbal bat erabiliz.
Karbono / epoxi konponketa sinplea eta azkarra izan arren, taldeak errendimendua berreskuratzeko irtenbide erosoagoa izateko beharra aitortu zuen. Horrek ultraviolet (UV) prepregiak esploratzea ekarri zuen. "Sunrez binilo ester erretxinekiko interesa aurreko itsas armadaren esperientziaren araberakoa da, konpainiaren sortzailearekin," Bergenek azaldu du. "Lehenik eta behin, Eyrezek beirazko oihal quasi-isotropikoarekin eman genuen, binilo ester prepreg erabiliz, eta sendatzeko kurba ebaluatu genuen baldintza desberdinetan. Gainera, badakigulako binilo ester erretxina ez dela bigarren mailako atxikimendu-errendimendu egokia eskaintzen duen erretxina epoxia ez dela, beraz, ahalegin gehigarriak behar dira itsasgarri geruza akoplatzeko eragileek ebaluatzeko eta aplikatzeko zein egokia den zehazteko. "
Beste arazo bat da beirazko zuntzek ez dutela karbono zuntzen propietate mekaniko berdinak eman. "Karbono / epoxi adabakiaren aldean, arazo hau beira / binilo ester geruza gehigarria erabiliz konpontzen da", esan du garabiak. "Geruza gehigarri bakarra behar den arrazoia da kristalezko materiala ehun astunagoa dela". Honek sei minuturen buruan aplikatu eta konbinatu daitekeen adabaki egokia sortzen du, oso hotz / izoztutako tenperaturak. Sendatzea beroa eman gabe. Garabiak azpimarratu du konponketa lan hau ordubeteko epean osatu daitekeela.
Adabaki sistemak bi frogatu eta probatu dira. Konponketa bakoitzerako, hondatu beharreko eremua (1. urratsa) da, zulo zerrarekin sortua eta, ondoren, bateria elektrikoko eskuliburua erabiliz kendu da (2. urratsa). Ondoren, konpondu konpondutako eremua 12: 1 taper. Garbitu zapiaren azalera alkohol-pad batekin (3. urratsa). Ondoren, moztu konponketa adabakia neurri jakin batera, jarri garbitutako gainazalean (4. urratsa) eta finkatu arrabola batekin, aire burbuilak kentzeko. Beiry Fiew / UV-k nabigatzeko binilo ester prepreg, ondoren, kaleratu geruza konpondu eta sendatu adabakia sei minutuko kable gabeko lanpara batekin (5. urratsa). Karbono zuntz / epoxi aurreiritzia lortzeko, erabili aurrez programatuta, botoi bakarreko, bateria potentziako bonbilla hutsean paketera eta konpondu konponketa eremua 210 ° F / 99 ° C-ra ordubetez.
5. urratsa. Zuritu geruza konpondu ondoren, erabili kable gabeko lanpara bat adabakia 6 minutuz sendatzeko.
"Orduan, adabakiaren ertza ebaluatzeko probak egin genituen eta egituraren karga-edukiera berreskuratzeko duen gaitasuna", esan du Bergenek. "Lehenengo fasean, aplikazioaren erraztasuna eta indarraren% 75 berreskuratzeko gaitasuna frogatu behar dugu. Lau puntuko tolesturak egiten du 4 x 48 hazbeteko karbono zuntz / epoxi erretxina eta balsa core habeak simulatutako kalteak konpondu ondoren. Bai Proiektuaren bigarren faseak 12 x 48 hazbeteko panela erabili zuen eta% 90eko indarraren eskakizunak baino gehiago erakutsi behar ditu tentsio karga konplexuen arabera. Baldintza horiek guztiak ezagutu ditugu, eta ondoren Amcb ereduan konponketa metodoak argazkiak atera ditugu. Nola erabili infield teknologia eta ekipoak ikusizko erreferentzia emateko. "
Proiektuaren funtsezko alderdia da hasiberriek konponketa erraz osatu dezaketela frogatzea. Hori dela eta, Bergenek ideia bat izan zuen: "Armadan gure bi kontaktu teknikoei erakusteko agindu dut: Bernard Sia eta Ashley Genna doktorea. Proiektuaren lehen fasearen azken berrikuspenean ez dut konponketarik eskatu. Ashley esperientziadun konponketa egin zuen. Emandako kit eta eskuliburua erabiliz, adabakia aplikatu eta konponketa amaitu zuen arazorik gabe. "
2. irudia. Bateriak aurrez programatutakoak aurrez programatuta, bateriak elikatutako lotura-makina termikoek karbono zuntz / epoxi konponketa adabakia senda dezakete botoiaren push batean, konponketa jakintza edo sendatze zikloaren programazioa egin gabe. Irudi iturria: Teknologia pertsonalizatuak, LLC
Beste garapen garrantzitsu bat bateriaren sendatutako sendatzeko sistema da (2. irudia). "Infield Mantenimenduaren bidez, bateriaren potentzia besterik ez duzu", adierazi du Bergenek. "Garatu genuen konponketa-kit prozesuko ekipamendu guztia haririk gabekoa da". Horrek bateriaren hornitutako lotura termikoa barne hartzen du teknologia pertsonalizatuak eta lotura termikoko makina hornitzaileak Wichitech Industries Inc.-ek (Randallstown, Maryland, AEB) makina. "Bateriaren gaineko bonbal termiko hau sendatzeko aurrez programatuta dago, beraz, hasiberriek ez dute sendatzeko zikloa programatu behar", esan du garabiak. "Botoi bat sakatu behar dute arrapala egokia osatzeko eta beratzen". Erabiltzen ari diren bateriek urtebete lehenago iraun dezakete kargatu behar dira.
Proiektuaren bigarren fasea osatzearekin batera, teknologia pertsonalizatuak jarraipen hobekuntza proposamenak prestatzen ari dira eta interes eta laguntza gutunak biltzen ditu. "Gure helburua teknologia hau Trl 8 heltzea da eta eremura ekartzea", esan du Bergenek. "Militar ez diren aplikazioen potentziala ere ikusten dugu".
Industriaren lehen zuntz errefortzuaren atzean dagoen arte zaharra azaltzen du eta zuntz zientzia eta etorkizuneko garapen berriaren ulermen sakona du.
Laster etorriko da eta lehen aldiz hegan egin zuen 787ek material konposatuetan eta prozesuetan berrikuntzen oinarritzen dira bere helburuak lortzeko
Posta: 2012ko irailaren 02a